Temperature effects on the performance of an anaerobic membrane biorector

Abstract

Biyolojik reaktörlerin verimini etkileyen en önemli faktörlerden birisi sıcaklıktır. Genel olarak yüksek sıcaklıklarda çalıştırılan anaerobik biyolojik sistemlerde arıtma verimi daha yüksektir. Özellikle mezofilik sıcaklıklarda elde edilen organik madde giderimi psikofilik sıcaklık koşullarına göre çok daha fazla olmaktadır. Ancak, anaerobik reaktörleri ısıtmak için harcanan enerji dolayısıyla işletim maliyetinin azaltılması için düşük sıcaklıklarda sistemlerin işletilmesi tercih edilmektedir._x000B_Membran sistemlerde ise, sıcaklığın artışı viskoziteyi düşürdüğü için yüksek sıcaklıklarda akı artışı meydana gelmektedir. Akı artışı, membran işletiminde istenen bir durum olduğu için termofilik sistemler daha avantajlı olarak düşünülebilir. Ancak, sıcaklığın artışı anaerobik biyolojik reaktördeki mikroorganizma kütlesinin niteliğinde ve niceliğinde değişime sebep olacağından, sıcaklık artışı membranın verimini olumsuz olarak da etkileyebilir._x000B_Bu tez çalışmasında, laboratuvar ölçekli anaerobik membran biyoreaktör sistemi mezofilik ve termofilik sıcaklıklarda çalıştırılarak, sıcaklığın sistem verimine olan etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Model reaktör, yukarı akışlı çamur yataklı anaerobik (UASB) reaktör olarak tasarlanmış bir anaerobik reaktör ve ultrafiltrasyon (UF) membran sisteminden oluşturulmuştur. Sistem, KOİ konsantrasyonu litrede 5.000 ve 10.000 miligram olacak şekilde seyreltilen melastan hazırlanan sentetik su ile çalıştırılmıştır. Sistemdeki verim KOİ giderimi ve metan gazı oluşumu parametreleri dikkate alınarak incelenmiş, ayrıca sıcaklıktaki değişimin membran akısı üzerindeki etkileri de belirlenmiştir. Temperature is the one of the most significant parameter which affects the efficiency of the biological reactors. Treatment efficiency is usually higher in anaerobic biological systems operated at high temperatures. Especially, removal of organic matters under mesophilic conditions is much more than according to the psychrophilic conditions. However, heating the anaerobic reactors requires energy and it causes high operating costs._x000B_In membrane systems, increasing temperature decreases the viscosity and increase of the flux becomes at high temperatures. Thermophilic systems could be accepted more advantageous because increase of the flux is a preferred situation in membrane operating. However, increase of the temperature can change the anaerobic biological reactor as qualification and quantity._x000B_Operating a laboratory scale anaerobic membrane bioreactor at different temperatures and determining how operating temperature affect the system efficiency are the main purpose of this study. A laboratory scale side-stream anaerobic membrane bioreactor was operated under mesophilic and thermophilic conditions for this aim. The model reactor was consisted of an anaerobic bioreactor (UASB) connected to a membrane module (UF). Synthetic wastewater consisted of diluted molasses was used in this study. The anaerobic reactor was operated in two influent COD concentrations as 5,000 and 10,000 milligram per liter at both mesophilic and thermophilic conditions. Efficiency in the system was examined that considering the COD removal and methane formation parameters. Also, the effects of temperature alterations were determined on flux.